JP2009218159A - Cylindrical alkaline battery - Google Patents
Cylindrical alkaline battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009218159A JP2009218159A JP2008062735A JP2008062735A JP2009218159A JP 2009218159 A JP2009218159 A JP 2009218159A JP 2008062735 A JP2008062735 A JP 2008062735A JP 2008062735 A JP2008062735 A JP 2008062735A JP 2009218159 A JP2009218159 A JP 2009218159A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- negative electrode
- alkaline battery
- cylindrical alkaline
- separator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y02E60/12—
Abstract
Description
この発明は円筒型アルカリ電池に関し、具体的には、銅を含む不純物に起因する内部短絡を防止できる円筒形アルカリ電池に関する。 The present invention relates to a cylindrical alkaline battery, and more specifically to a cylindrical alkaline battery that can prevent an internal short circuit due to impurities including copper.
図2に、従来の円筒型アルカリ電池として、LR6型アルカリ電池の構造を示した。当該電池10bは、有底円筒状の金属製電池缶(正極缶)11、二酸化マンガンを正極活物質として含んで中空円筒状に成形された正極合剤12、この正極合剤12の内側に配設されたセパレータ13、亜鉛を含んでセパレータ13の内側に充填されるゲル状負極(負極ゲル)14、この負極ゲル14中に挿入された負極集電子15、負極端子板16、封口ガスケット17などにより構成される。
FIG. 2 shows the structure of an LR6 type alkaline battery as a conventional cylindrical alkaline battery. The
当該構造において、正極缶11は、底部に正極端子18が形成され、円筒内面にて正極合剤12と直接接触することにより正極集電体として機能する。負極ゲル14中に挿入された棒状の金属製負極集電子15は、皿状の金属製負極端子板16の内面にスポット溶接により立設固定されている。例示した構造では負極端子板16が正極缶11の「蓋」となる封口板を兼ねた構造となっており、負極端子板16、負極集電子15および封口ガスケット17は、あらかじめ一体に組み合わせられており、封口ガスケット17の外周部が正極缶11の開口縁部と負極端子板16の周縁部との間にかしめられるなどして挟持されて正極缶11が気密シールされる。
In this structure, the positive electrode can 11 has a
ところで、負極集電子15は、銅と亜鉛の合金である真鍮でできているのが一般的である。そして、負極集電子15は、負極端子板16の内面にスポット溶接されるとき、真鍮の粉が飛び散り、それが封口ガスケット17などに付着する場合がある。したがって、この封口ガスケット17で正極缶11を封口すれば、その封口工程や、製造後の電池が保存される期間において、付着した真鍮の粉が剥がれ落ちて正極缶11内に混入する可能性がある。その真鍮の粉に含まれる銅が、電解液中で正極合剤12を構成する二酸化マンガンと接触すると、酸化されて銅イオンとなる。そして、この銅イオンがセパレータ13を通して負極側に移動すると、負極ゲル14中の亜鉛が溶解してセパレータ13に銅金属が析出する。この析出した銅は、セパレータ13を貫通し、正極と負極を短絡させる原因となる。
By the way, the negative electrode
なお、以下の特許文献1には、銅ではないが、同じように、正極活物質に接触した銅を含む不純物に由来する亜鉛金属よる短絡を防止するための技術について記載されている。この技術では、セパレータにおいて金属が析出しやすい箇所、例えば、不純物の混入経路に近い正極合剤の負極端子板(正極缶開口)側の端面と接する箇所を熱融着したり、当該箇所にポリビニルアルコール(PVA)などの溶液を塗布したのち、その溶液を加熱乾燥したりしてセパレータの一部を固化させている。あるいは、当該箇所にセロハンフィルムを貼着している。それによって、析出した亜鉛金属がセパレータを貫通しないようにしている。
上記特許文献1に記載の技術は、銅の析出による短絡も防止できるように思われる。しかし、熱融着や溶液の加熱乾燥によってセパレータを固化させると、セパレータは、その固化した部分と通常の柔らかい部分との境界で機械的強度が不連続となり、この境界部分で破れる可能性がある。また、セロハンフィルムは、イオンを完全に遮断できないため、正極側に発生した銅イオンが負極側へ移動する可能性があり、銅の析出を完全に抑止することが困難である。したがって、上記従来技術では、銅を含む不純物と正極活物質との反応を起源として正負極間が短絡するのを確実に防止することができなかった。 The technique described in Patent Document 1 seems to be able to prevent a short circuit due to copper deposition. However, when the separator is solidified by heat fusion or heat drying of the solution, the separator has a discontinuous mechanical strength at the boundary between the solidified portion and the normal soft portion, and may be broken at this boundary portion. . In addition, since the cellophane film cannot completely block ions, copper ions generated on the positive electrode side may move to the negative electrode side, and it is difficult to completely prevent copper deposition. Therefore, in the above prior art, it has not been possible to reliably prevent the positive and negative electrodes from being short-circuited due to the reaction between the impurity containing copper and the positive electrode active material.
そこで本発明は、銅を含む不純物が正極合剤と反応することを起源とした正負極間の短絡を確実に防止できる円筒型アルカリ電池を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a cylindrical alkaline battery that can reliably prevent a short circuit between positive and negative electrodes originating from the reaction of impurities containing copper with the positive electrode mixture.
本発明は、析出した銅がセパレータを貫通しないようにするのではなく、根本的な銅の析出原因である銅イオンの発生自体を防止する、という思想に基づいてなされたものであり、本発明は、上部が開口する有底円筒状の正極缶と、二酸化マンガンを含んで中空円筒状に成形されて当該正極缶内に挿嵌される正極合剤と、亜鉛を含んで当該正極合剤の中空円筒内にセパレータを介して充填されるゲル状負極と、前記正極缶の開口部にガスケットを介して嵌着される負極端子板と、銅を含んだ棒状金属で当該負極端子板の下面にスポット溶接されて前記ゲル状負極内に挿入される負極集電子とを備えた円筒型アルカリ電池において、前記中空円筒状の正極合剤の上端面が当該端面形状をなすカバーによって覆われている円筒型アルカリ電池としている。 The present invention was made on the basis of the idea of preventing the occurrence of copper ions, which are fundamental causes of copper precipitation, rather than preventing the deposited copper from penetrating the separator. Is a bottomed cylindrical positive electrode can opened at the top, a positive electrode mixture formed into a hollow cylindrical shape containing manganese dioxide and inserted into the positive electrode can, and a positive electrode mixture containing zinc. A gel-like negative electrode filled via a separator in a hollow cylinder, a negative electrode terminal plate fitted via a gasket to the opening of the positive electrode can, and a rod-shaped metal containing copper on the lower surface of the negative electrode terminal plate A cylindrical alkaline battery including a negative electrode current collector that is spot-welded and inserted into the gelled negative electrode, and a cylinder in which an upper end surface of the hollow cylindrical positive electrode mixture is covered with a cover having the end surface shape Type alkaline battery There.
また、前記カバーは、正極缶内面とセパレータ外面との間の円環領域に遊嵌されていることとしてもよい。さらに、前記セパレータの上端が前記ガスケットの下面に当接することで前記カバーが前記円環領域から逸脱不能となっている円筒型アルカリ電池とすることもできる。上記円筒型アルカリ電池において、前記カバーを耐アルカリ性樹脂から形成すればより好ましい。 The cover may be loosely fitted in an annular region between the inner surface of the positive electrode can and the outer surface of the separator. Furthermore, it is also possible to provide a cylindrical alkaline battery in which the upper end of the separator is in contact with the lower surface of the gasket so that the cover cannot deviate from the annular region. In the cylindrical alkaline battery, it is more preferable that the cover is made of an alkali-resistant resin.
本発明の円筒型アルカリ電池によれば、中空筒状の正極合剤の上端面をカバーで覆っているので、銅が正極活物質に酸化されて銅イオンとなることがない。そのため、銅を含む不純物が正極合剤と反応することに由来する正負極間の短絡を確実に防止でき、高い安全性と信頼性を備えた円筒型アルカリ電池を提供することができる。また、内部短絡による不良の発生率を低減させ、円筒型アルカリ電池の低価格化も期待できる。 According to the cylindrical alkaline battery of the present invention, since the upper end surface of the hollow cylindrical positive electrode mixture is covered with the cover, copper is not oxidized into the positive electrode active material and becomes copper ions. Therefore, it is possible to reliably prevent a short circuit between the positive and negative electrodes resulting from the reaction of impurities containing copper with the positive electrode mixture, and it is possible to provide a cylindrical alkaline battery having high safety and reliability. In addition, it is possible to reduce the incidence of defects due to internal short circuits and to reduce the cost of cylindrical alkaline batteries.
===円筒型アルカリ電池の構造===
図1に本発明の実施例における円筒型アルカリ電池の構造を示した。(A)は当該円筒型アルカリ電池の縦断面図であり、(B)は(A)におけるa−a矢視方向からの横断面図である。当該実施例における円筒型アルカリ電池10aは、図2に示した従来の円筒型アルカリ電池10bとほぼ同じ構造であるが、正極缶11の開口方向を上方とすると、中空円筒状の正極合剤12の上端面が、この上端面と同じ円環状の形状をなすカバー20によって覆われている点が異なっている。
=== Structure of cylindrical alkaline battery ===
FIG. 1 shows the structure of a cylindrical alkaline battery in an embodiment of the present invention. (A) is the longitudinal cross-sectional view of the said cylindrical alkaline battery, (B) is a cross-sectional view from the aa arrow direction in (A). The cylindrical
なお、正極合剤12は、電池10a内の放電反応に際して膨張するので、本実施例では、その膨張が抑制されないように、カバー20は、正極缶11内面とセパレータ13外面との間の円環領域に遊嵌されて上下方向への動きが許容された状態となっている。すなわち、正極合剤12の上端面に載置されている。また、セパレータ13は、上端がガスケット17に当接しており、負極ゲル14が充填される円筒状領域と、正極合剤12が挿嵌される上記円環領域とがセパレータ13によって確実に区画されている。それによって、カバー20が斜めに傾くなどして円環領域から逸脱することがなく、確実に正極合剤13の上端面を覆った状態を維持できる。
Since the
そして、本実施例の円筒型アルカリ電池10aでは、当該電池10aの製造工程や製造後の保存期間において、正極缶11内に銅を含む不純物が混入したとしても、カバー20があるため、その不純物が正極合剤13に接することがない。したがって、銅の析出原因となる銅イオンが発生せず、正負極間の短絡(内部短絡)を確実に防止することができる。
In the cylindrical
===性能評価===
本発明に係る円筒型アルカリ電池の性能を評価するために、図1に示した本発明に係る円筒型アルカリ電池(発明品)10aと、図2に示した従来構造の円筒型アルカリ電池(従来品)10bをサンプルとして作製した。サンプルはLR6型アルカリ電池であり、発明品については、カバー20の素材を各種変更した複数種類のサンプルを作製した。各サンプルは、それぞれ100万個作製され、これらサンプルを1ヶ月間放置した後、銅の析出によって内部短絡を起こしたサンプルの割合(内部短絡発生率)によって性能を評価した。
=== Performance evaluation ===
In order to evaluate the performance of the cylindrical alkaline battery according to the present invention, the cylindrical alkaline battery (invention) 10a according to the present invention shown in FIG. 1 and the conventional cylindrical alkaline battery (conventional product) shown in FIG. Product) 10b was prepared as a sample. The sample was an LR6 type alkaline battery, and for the inventive product, a plurality of types of samples were produced by changing the material of the
表1に当該評価結果を示した。
表1より、発明品(サンプル1〜4)では、全数において、カバー20の素材に依らず内部短絡が発生しなかった。一方、従来品(サンプル5)では、10ppmの割合で内部短絡が発生した。以上により、本発明に係る円筒型アルカリ電池は、内部短絡を確実に防止できる、ということが実証された。なお、円筒型アルカリ電池がより長期間保存される可能性も考慮すると、カバーを、電解液に侵されない耐アルカリ性で、かつ正極合剤あるいはゲル状負極中の活物質と酸化還元反応を起こさない樹脂(ポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレンなど)で形成することが望ましい。
From Table 1, in the products (samples 1 to 4), no internal short circuit occurred in all cases, regardless of the material of the
10a、10b 円筒型アルカリ電池
11 正極缶
12 正極合剤
13 セパレータ
14 負極ゲル
15 負極集電子
16 負極端子板
17 ガスケット
20 カバー
10a, 10b Cylindrical
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008062735A JP2009218159A (en) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | Cylindrical alkaline battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008062735A JP2009218159A (en) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | Cylindrical alkaline battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009218159A true JP2009218159A (en) | 2009-09-24 |
Family
ID=41189795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008062735A Pending JP2009218159A (en) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | Cylindrical alkaline battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009218159A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3306699A1 (en) * | 2016-10-10 | 2018-04-11 | VARTA Microbattery GmbH | Lithium cell |
-
2008
- 2008-03-12 JP JP2008062735A patent/JP2009218159A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3306699A1 (en) * | 2016-10-10 | 2018-04-11 | VARTA Microbattery GmbH | Lithium cell |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106030850B (en) | Cylinder-shaped enclosed cell | |
JP5037527B2 (en) | Secondary battery | |
JP2013187530A (en) | Explosion-proof valve for hermetic type electrochemical device | |
JPH07254402A (en) | Sealed battery | |
JP2009259706A (en) | Aa alkaline battery | |
JP2007103158A (en) | Square sealed battery | |
JP2008098099A (en) | Anode material for battery, and battery | |
JP5158832B2 (en) | Sealed battery | |
JP2009218159A (en) | Cylindrical alkaline battery | |
WO2006009060A1 (en) | Cylindrical alkaline battery | |
JP6078334B2 (en) | Cylindrical battery | |
US6936079B2 (en) | Process for assembling an electrochemical cell | |
KR20070100594A (en) | Air cathode membrane assembly and air metal battery comprising the same | |
JP5818004B2 (en) | Sealing plate for sealed electrochemical devices | |
KR100998847B1 (en) | Wrapping Member of Beading Portion and Cylindrical Battery Employed with the Same | |
JP2004335287A (en) | Nonaqueous secondary battery | |
JP2007242510A (en) | Battery safety device | |
JP2013143370A5 (en) | ||
JPS5912557A (en) | Manufacture of battery | |
JP2012059616A (en) | Alkaline battery | |
JPS63136462A (en) | Closed non-water battery having positive pole terminal pin and perchlorate electrolyte | |
JP2009266715A (en) | Cylindrical nonaqueous electrolyte primary battery and its manufacturing method | |
JP2007194064A (en) | Sealed battery | |
WO2023210155A1 (en) | Battery | |
WO2014196230A1 (en) | Electrochemical device |